JPH0418357A - 画像記録装置および記録画像補正方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は例えば複写機等の画像記録装置に関する。

［従来の技術］ 従来、この種の装置において、プリンタ、ファクシミリ
、複写機等に用いられる記録ヘッドは、記録時間をなる
べ（短縮化する為に１個の記録ヘッド内に複数個以上の
記録素子を設けたマルチ記録ヘッドが主に用いられてい
る。ところが、一般に製造上の問題から１個のマルチ記
録ヘッドの各記録素子を同一の駆動条件で駆動した場合
、各記録素子による記録特性のばらつきから記録画像に
濃度むらが生じてしまう為に、良質の記録画像が得られ
なかった。そこで、前述の濃度むらを防止する様な装置
が提案されている。この装置には、各記録素子の記録特
性が不均一な場合の配録ヘッドに対し、成る特定濃度の
テストパターンを印字し、その各記録素子の記録特性に
応じたデータを算８して記憶する記録手段と、この記憶
手段と記憶データとに基づいて入力画像データの補正を
行なう手段とが設けられている。

例えば、インクジェットのマルチノズルヘッドには、第
６図（ａ）の様に、記録素子６２が並んだマルチヘッド
６１がある。各画像記録素子への人力信号を同図（ｂ）
のように均一にした場合、−例として同図（Ｃ）のよう
な濃度むらが生じる。この場合、同図（ｄ）のように、
入力信号が補正され、濃度の低い部分の画像記録素子に
は大きい入力が、濃度の高い部分の画像記録素子には小
さい入力が与えられる。ドツト径又はドツト濃度の変調
が可能な記録方式の場合には、各画像記録素子で記録す
るドツト径が入力に応じて変調される。例えば、ピエゾ
方式のインクジェットでは、各ピエゾ素子に印加する駆
動電圧又はパルス幅を、熱転写では、各ヒーターに印加
する駆動電圧又はパルス幅を、入力信号に応じて変化さ
せ、各記録素子によるドツト径又はドツト濃度を均一に
して、濃度分布が第６図（ｅ）のように均一化される。

またドツト径又はドツト濃度の変調が不可能又は困難な
場合には、入力信号に応じてドツトの数が変調され、濃
度の低い部分の画像記録素子では多くのドツトを、濃度
の高い部分の画像記録素子では少ないドツトを印字する
ことにより、濃度分布が第６図（ｅ）のように均一化さ
れる。

この補正量は、例えば、次のようにして求められる。

一例として、２５６ノズルのマルチヘッドの濃度むらを
補正する場合を説明する。ある均一な画像信号Ｓで印字
したときの濃度むら分布を第７図に示す。まず、このヘ
ッドの平均濃度ＯＤを求める。次に、各ノズルに対応す
る部分の濃度ＯＤ１〜ＯＤ＊ｓ−を測定する。続いて、
△０Ｄｌｌ＝ＯＤ−ＯＤｌｌ　（ｎ＝１〜２５６）を求
める。ここで、画像信号の値と出力濃度の関係、即ち、
階調特性が、第８図のような直線的な関係にあるとすれ
ば、△ＯＤＩ、分だけ濃度を補正するためには、画像信
号を△Ｓだけ補正すれば良い。そのためには、画像信号
に第９図のようなテーブル変換をすれば良い。第９図に
おいて、３０１は傾きが１゜０の直線であり、入力は全
く変換されずに出力される。一方、３０２は傾きが（Ｓ
−△Ｓ）／Ｓの直線であり、Ｓが入力されたときの出力
がＳ−△Ｓになる。

従って、ｎ番目のノズルに対応する画像信号に対して、
第９図に示される直線３０２のようなテーブル変換を施
してからヘッドを駆動すれば、このｎ番目のノズルで印
字される部分の濃度はＯＤと等しくなる。このような処
理を全ノズルに対して行えば、濃度むらが補正され、均
一な画像が得られる。すなわち、どのノズルに対応する
画像信号に対してどのようなテーブル変換を行えば良い
かというデータを予め求めておけば、濃度むらの補正が
可能である。

［発明が解決しようとしている課題］ しかしながら、上記従来例では、実際には、すべてのノ
ズルの階調特性が第８図に示される直線になることは無
い。そこで、ノズル毎の階調特性が異なる場合の欠点を
挙げる。尚、説明上、２つのノズル間の画像濃度の差を
補正する場合を考える。

第１Ｏ図において、４０１はノズル１つの階調特性であ
り、４０２はノズル２の階調特性である。ノズル２はノ
ズル１よりもインク吐出量が多いため、このような階調
特性になっている。前述のように、Ｓにおける濃度差を
補正する場合には、ノズル２に対する画像信号を（Ｓ−
△Ｓ）／Ｓ倍する。これにより、階調特性４０２は、Ｘ
方向にＳ／　（Ｓ−△Ｓ）倍だけ引き伸ばした形になる
。この引き伸ばされた階調特性４０２は、第７図の４０
２゛の形になる。

このようにして、入力信号がＳのときの濃度差は補正さ
れるが、他の領域では濃度差が残る。全領域で濃度差を
補正するためには、ノズル毎の階調特性がすべて直線で
あることが必要である。

しかしながら、実際にはノズル毎のインク吐出量が異な
るため、ノズル毎の階調特性も異る。

したがって、ある印字デユーティで濃度むらが補正でき
ても、他のデユーティでは濃度むらが残ってしまい、全
領域で濃度むらを補正するのが非常に困難であるという
欠点があった。

以上の欠点は、上述したインクジェット方式に限らず、
他の方式、例えば、熱転写方式やＬＥＤプリンタ等にお
いても、各ヒーターにより印字されるドツト径がばらつ
いたり階調特性もばらつくため、ここでも同様に濃度む
らを補正するのが非常に困難であった。

本発明は上述した従来例の欠点に鑑みてなされたもので
あり、その目的とするところは、どの様な印字デユーテ
ィでも濃度むらのない画像出力を行なえる画像記録装置
を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 上述した課題を解決し、目的を達成するため、本発明に
係わる画像記録装置は、複数の記録エレメントにより与
えられた画像信号に応じた画像を記録する画像記録装置
であって、前記記録エレメントのそれぞれの駆動条件を
補正する第１の手段と、前記画像信号のレベルを補正す
る第２の手段とを有し、前記第１．第２の手段の組み合
わせにより前記複数の記録エレメントのばらつきを補正
することを特徴とする ［作用］ かかる構成によれば、第１の手段は記録エレメントのそ
れぞれの駆動条件を補正し、第２の手段は画像信号のレ
ベルを補正し、第１．第２の手段の組み合わせにより複
数の記録エレメントのばらつきを補正する。

［実施例］ 以下に、添付図面を参照して、本発明に係る好適な実施
例を詳細に説明する。

く第１実施例〉 第１図は第１実施例の複写機の回路構成を示すブロック
図であり、第３図は本実施例の複写機を示す側断面図で
ある。

第１図において、１は原稿画像に照射された反射光を集
光し、光電変換して、電気信号を入力するＣＣＤを示し
、２はＲ（レッド）、Ｇ（グリーン）、Ｂ（ブルー）成
分をそれぞれＣ（シアン）９Ｍ（マゼンダ）、Ｙ（イエ
ロー）、Ｋ（ブラック）成分に変換するマスキング部を
示している。３はγ補正部を示し、これはマスキング部
２から出力される画像信号の濃度むらを補正して階調を
有した濃度信号に変換する。４は誤差拡散法によってγ
補正された画像信号を２値化するＥＤ部を示している。

５はヘッド６〜９の印字動作を制御するヘッドドライバ
を示し、６〜９はそれぞれＣ，Ｍ、Ｙ、に成分の印字を
行なう記録ヘッドを示している。

１２は本複写機全体の動作を制御するＣＰＵを示し、１
３は制御プログラム、エラー処理プログラム、第２図の
フローチャートに従ったプログラム等を格納したＲＯＭ
を示し、１４は各種プログラムのワークエリアとして用
いるＲＡＭを示している。また、１０はγ補正部３で入
力信号に補正を加えるためのγ補正データを格納したγ
補正データＲＯＭを示し、１１はヘッドドライバ５にお
いてドツト径に対応した補正データを格納したドツト径
補正データＲＯＭを示している。

第３図において、３１は記録ヘッド部を示し、これはに
、Ｃ，Ｍ、Ｙの各色専用の記録ヘッドを搬送方向に並設
している。３２は給紙用のカセット、３３はＲ方向に回
転するピックアップローラ、３４は紙搬送ベルトをそれ
ぞれ示している。

３５ａ〜３５ｃは紙搬送用ローラ、３６は排紙ローラ、
３７は濃度むら補正で用いる画像読取用光源のカバー、
３８は排紙トレイ、３９は画像読取時に紙浮きを防止す
る為の紙抑えローラ、４０は読取用の光源、４１は読取
用のセンサをそれぞれ示している。

次に、第１実施例の濃度補正方法について説明する。

第１実施例では、ドツト径補正データを同時駆動を行な
う１２８ノズル（２ＩＣ分）毎に補正し、濃度むら補正
データをノズル毎に設けている。

そこで、第１実施例では、複数ノズル化が容易であるサ
ーマルインクジェット複写機を例に挙げている。

このサーマルインクジェット方式の場合、ヘッド形状を
変えずにドツト径を大きく変調することは難いので、ド
ツト径不均−に起因する濃度むら補正手段としては、ド
ツト打込量（ドツト数）による制御が有効な手段となる
。しかしながら、高濃度部（特に打込量１００％のベタ
印字）ではドツト径の小さな記録素子に対応する印字部
分では、濃度を他より薄くするか、或いは全体的に高濃
度部の濃度を下げる必要が生じる。即ち、従来例でも説
明した様に、濃度むら補正時のテストパターンと異なる
濃度の出力を行なうと、原稿画像を読み取ったときの画
像入力信号と画像出力信号との階調性が必ずしもリニア
でない為に、濃度むらの補正不足や、補正過多が生じる
。

そこで、ドツト数の制御により、濃度むらを補正する以
前に各記録素子に印加するエネルギをパルス幅で変調さ
せ、ドツト径を均一化し、その後、濃度むらの一番目立
つハーフトーンで補正すれば、各階調においても均一な
出力画像が得られる。

この補正を行う際には、ドツト径補正データ、濃度むら
補正データ及び２種類のデータが必要となるが、その対
処として、どちらか一方或いは両方を所定個の記録素子
毎に補正をかけることにより、メモリ数を減らすことが
可能であり、この場合も記録ヘッドの種類による適当な
組合せによってはｌ記録素子毎に補正する場合と同等の
補正能力を確認できる。

次に、第１実施例の動作について説明する。

第２図は第１実施例のＣＰＵ６による濃度補正動作につ
いて説明するフローチャートであり、第５図は第１実施
例の濃度むら補正曲線を説明する図である。尚、以下の
説明は、カラー出力対応機種の１色分に相当する。

まず、記録媒体は、カセット３２からピックアップロー
ラ３３により給紙され、記録ヘッド部３１に７μｓの基
本パルスを印加し、５０％ハーフトーンが記録媒体に各
色記録される（ステップＳ１）。そして、排紙トレイ３
８上に排出された記録媒体上の画像を読取用センサ４１
で読み取らせる（ステップＳ２）。そこで、読取用セン
サ４１が濃度むらを読み取った後に、濃度の薄い部分に
は、ドツト径を大きくするように長いパルスを、また、
濃度の低い部分には、ドツト径を小さくするように短い
パルスを印加できるように、パルス波形が算出され、第
５図に示される曲線から最適と思われるパルス波形が選
択され、ドツト径補正データＲＯＭＩＩに設定される（
ステップＳ３）。第５図において、２０１は大きなドツ
ト径を示すノズルのパルスとドツト径との関係を示す曲
線を示し、２０２は小さなドツト径を示すノズルのパル
スとドツト径との関係を示す曲線を示している。

次に、設定されたドツト径補正データを基に、ステップ
Ｓ１と同様に５０％ハーフトーンが他の記録媒体に記録
され（ステップＳ４）、ステップＳ２と同様に濃度むら
の読み取りが行なわれる（ステップＳ５）。この読み取
られた画像から今度は通常の７曲線による濃度むら補正
処理が行なわれる。これを濃度むら補正データとしてＲ
ＡＭ１４に設定する（ステップＳ６）。ここで、ステッ
プＳ６で算出された濃度むら補正データに基づいて階調
パターンが記録媒体に記録され、濃度むらの均一化が確
認できなかった場合には、ステップＳ４よりγ曲線によ
る補正処理が繰り返し行なわれる（ステップＳ８）。

以上説明したように、第１実施例によれば、階調性の良
い均一な出力画像を得ることができるので、従来のよう
に濃度むらが著しく使用不可能であった記録ヘッドから
も良質な画像が得られ、さらに製造歩留りを向上させて
ヘッド製造コストを低減することができる。

さて、良質画像を安定して得る為には、記録ヘッド製造
後、各ノズルの基本パルスに対する吐出臨界電圧（以下
ｖｔｈ）を測定し、それに応じて、記録ヘッド駆動電圧
（以下Ｖｏｐ）を決める必要がある。そこで、第１実施
例の濃度むら補正を施し、その濃度むら補正データを記
憶したＲＯＭを記録ヘッドを一緒に出荷後、第３図に示
される複写機に実装する。ここで、第１実施例を適用す
る場合は、出荷時には、第２図のステップＳ３で求めた
ドツト径補正データを、ｇ己憶素子であるドツト径補正
データＲＯＭＩ　１に記憶させ、出荷し、機内で読み取
った濃度むら補正データは機内に設した記憶素子である
ＲＡＭ１４に記憶する。

そして、原稿から読取った濃度信号を前述のＲＡＭ１４
によるデータに従って、出力２値信号に変換し、更にそ
の出力信号をドツト径補正データＲＯＭ１１によるデー
タに従ってエネルギ（パルス波形）補正した信号を記録
ヘッドへ入力する。

この様な構成により、従来の手順を複雑化することなく
、且つ記録ヘッドの状態変化による濃度むら変化にも対
応した装置構成とすることができる。

〈第２実施例〉 次に、第２実施例について説明する。

配録素子毎に印加するエネルギ量の補正とは、必ずしも
前述した第１実施例の様に、ドツト径制御の手段として
用いられるとは限らない。即ち、本発明は、エネルギ量
の補正手段を濃度むらを読取って補正データを作成する
のではなく、記録ヘッド内に配した各記録素子の安定（
長寿命）化を考慮した場合についても適応される。

上述した第１実施例で説明したように、第３図に示され
る複写機へ記録ヘッド部３１を装着する場合、その記録
ヘッドの吐出臨界電圧（Ｖｔｈ）から適正駆動電圧（Ｖ
ｏｐ）が決定される。これは、従来の技術でも説明した
通り、必ずしも均一な記録ヘッドを同じように安定して
製造することが困難なためである。

第４図はあるサーマルインクジェットマルチヘッド内で
のｖｔｈの高い記録素子と低い記録素子の電圧とパルス
幅との関係を説明する図である。

同図において、１０１はｖｔｈの高い記録素子のパルス
と電圧の関係を示す曲線を示し、１０２はｖｔｈの低い
記録素子のパルスと電圧の関係を示す曲線を示している
。

通常、７μｓ単パルス波形で駆動すると、第４図よりｖ
ｔｈは約ＩＶのばらつきが生じる。ここで従来ならば、
低いｖｔｈの記録特性に対応した２３．６ｖとなる。こ
のｖｔｈに対し、Ｖｏｐは約１．１７倍（７）２７．２
Ｖとなる。しかし、ｖｔｈの高いノズルに対して、この
Ｖｏｐはｖｔｈの約１．１２倍となり、吐出させる為に
印加される電圧は少なくなる。通常、サーマルヘッドで
はｖＯｐ／Ｖ　ｔ　ｈの比（以下に値）が吐出に必要と
されるエネルギに比例した数値となる。そこで、第４図
中でｖｔｈの低い記録素子には、６．６μｓのパルス幅
、ｖｔｈの高い記録素子には７．５Ｖのパルス幅の波形
を印加し、ｖｔｈを２４Ｖに均一化すれば、どの記録素
子にも安定したエネルギでの駆動が可能となる。この為
、成る記録素子のみ印加エネルギが過小（或いは過大）
であることを防ぐことができる。また、このような制御
を施した場合にも、第５図のように比較的ドツト径の大
きな特性を持つ記録素子も、小さな特性のものもパルス
幅により、ドツト径が大きくなる。即ち、ｖｔｈが高（
、ｋ値（印加電圧）の低かった記録素子はドツト径も小
さいのでｖｔｈ補正の為のパルス幅変調は濃度むらにも
効果がある。

さて、上述した第２実施例は、パルス幅によってエネル
ギ量を補正した場合について述べたが、これは複数ヘッ
ドを配したマルチノズルヘッドの場合に最も制御し易い
からであるが、本発明は、このパルス幅のみをエネルギ
量と対応させた分けではな（、例えば、前述した様にに
値（印加電圧）を制御し、ドツト径（あるいはｖｔｈ）
を補正し、濃度むら補正をドツト数変°調により補正し
ても良い。

また、本発明は、記録素子の記録特性（耐久性等も含む
）に関するばらつきを均一化するため、印加エネルギ（
パルス波形）を制御する第１の補正手段と、記録した際
の濃度むらを画像信号によって均一化する第２の補正手
段とを持ち合わせることが趣旨であって、上述したサー
マルインクジェットのみならず、記録素子のばらつきを
エネルギ印加量補正によって均一化でき、且つ、画像む
らを画像信号の補正によって変調できる対象であれば種
々変形可能である。具体的には、ピエゾ型インクジェッ
トでも良く、また、サーマル記録（感熱）でもヘッド内
抵抗値ばらつきを第１の補正手段、スキャン時等の画像
の均一化を第２の補正手段として用いることができる。

また、デジタル方式の電子写真（ＰＷＭの原理）により
第１の補正手段で濃度むらを補正し、さらに、補正範囲
が不足していた場合に第２の補正手段を用いても良い。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば、階調性に優れた
均一画像を安定して得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は第１実施例の複写機の回路構成を示すブロック
図、 第２図は第１実施例のＣＰＵ６による濃度補正動作につ
いて説明するフローチャート、第３図は本実施例の複写
機を示す側断面図、第４図はあるサーマルインクジェッ
トマルチヘッド内でのｖｔｈの高い記録素子と低い記録
素子の電圧とパルス幅との関係を説明する図、第５図は
第１実施例の濃度むら補正曲線を説明する図、 第６図（ａ）〜（ｅ）は従来の濃度むら補正方法を説明
する図、 第７図は従来のマルチヘッドの濃度むらを説明する図、 第８図は入力画像信号と出力濃度信号との理想的な階調
特性を示す図、 第９図は従来の濃度むら補正直線を示す図、第１０図は
従来の特性の異なる２つのノズルの階調特性を示す図、 第１１図は従来の濃度むら補正を施した異なる２つのノ
ズルの階調特性を示す図である。 図中、１・・・ＣＣＤ、２・・・マスキング部、３・・
・γ補正部、４・・・ＥＤ部、５・・・ヘッドドライバ
、６・・・〜９・・・記録ヘッド、１０・・・γ補正デ
ータＲＯＭ、１１・・・ドツト径補正データＲＯＭ、１
２・・・ＣＰＵ、１３・・・ＲＯＭ、１４・・・ＲＡＭ
、３１・・・記録ヘッド部、３２・・・カセット、３３
・・・ピックアップローラ、３４・・・紙搬送ベルト、
３５・・・ローラ、３６・・・排紙ローラ、３７・・・
光源カバー　３８・・・排紙トレイ、３９・・・紙抑え
ローラ、４０・・・光源、４１・・・センサ、６１・・
・マルチヘッド、６２・・・記録素子、１０１，１０２
，２０１゜２０２・・・曲線、３０１，３０２・・・直
線、４０１゜４０２・・・階調特性である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）複数の記録エレメントにより与えられた画像信号
   に応じた画像を記録する画像記録装置であつて、 前記記録エレメントのそれぞれの駆動条件を補正する第
   １の手段と、 前記画像信号のレベルを補正する第２の手段とを有し、 前記第１、第２の手段の組み合わせにより前記複数の記
   録エレメントのばらつきを補正することを特徴とする画
   像記録装置。
2. （２）画像信号に応じて印加されたエネルギによつて記
   録を行うための１つ以上の記録素子を有した画像記録装
   置において、 前記記録素子毎の基本パターンを記録する第１の記録手
   段と、 前記第１の記録手段で記録された基本パターンから画像
   信号を読み取る第１の読取手段と、前記第１の読取手段
   で読み取られた画像信号に基づいて前記記録素子毎に印
   加するエネルギを補正する第１の補正手段と、 前記記録素子毎の基本パターンを記録する第２の記録手
   段と、 前記第２の記録手段で記録された基本パターンから画像
   信号を読み取る第２の読取手段と、前記第２の読取手段
   で読み取られた画像信号に基づいて前記記録素子毎の濃
   度むらを均一に補正する第２の補正手段とを備えること
   を特徴とする画像記録装置。